某型船抗沖擊試驗(yàn)的幾點(diǎn)思考

熊凱軍

（海軍駐九江地區(qū)軍事代表室，江西九江332007）

1 引言

隨著現(xiàn)代高技術(shù)武器的不斷發(fā)展，艦船在未來(lái)海戰(zhàn)中將遭受越來(lái)越嚴(yán)酷的考驗(yàn)，其中一個(gè)非常重要的問(wèn)題就是如何應(yīng)對(duì)非接觸爆炸引起的沖擊破壞。由非接觸爆炸引起的對(duì)艦載設(shè)備的沖擊破壞是影響艦船生命力和戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵所在。水下爆炸不僅對(duì)船體結(jié)構(gòu)構(gòu)成威脅，而且對(duì)艦船設(shè)備，特別是A、B類(lèi)設(shè)備的沖擊破壞更是一個(gè)關(guān)系到艦船生命力的問(wèn)題[1]。艦船抗沖擊技術(shù)除了研究艦船總體與結(jié)構(gòu)的抗爆技術(shù)外，也要重點(diǎn)研究艦船設(shè)備的抗沖擊技術(shù)，包括設(shè)備自身抗沖擊能力研究和防護(hù)裝置研究，其中設(shè)備自身抗沖擊能力又是防護(hù)裝置設(shè)計(jì)的依據(jù)之一，開(kāi)展設(shè)備自身抗沖擊能力研究具有實(shí)際意義。

某型船主要用于反水雷等，因此承受水下非接觸爆炸的沖擊非常大，這就要求在船體總體建造和設(shè)備的選用方面充分考慮抗沖擊性能。目前國(guó)外的設(shè)備供貨時(shí)可以明確給出設(shè)備的抗沖擊極限值，這也表明了國(guó)外對(duì)設(shè)備抗沖擊能力的重視。因此，提高抗沖擊防護(hù)的能力已經(jīng)成為現(xiàn)代艦船的迫切需求，也成為越來(lái)越重要的戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)。

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[2]

艦船的沖擊源有三種：一是接觸性爆炸（如導(dǎo)彈攻擊、激光武器攻擊等）；二是水中非接觸性爆炸（如水雷、深水炸彈等）；三是自身武器發(fā)射時(shí)反沖擊力造成的沖擊。

在第二次世界大戰(zhàn)初期，美國(guó)軍艦由于艦上大炮發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的沖擊造成艦載電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障、發(fā)生破壞，工程技術(shù)人員為了解決這類(lèi)沖擊損傷的問(wèn)題，開(kāi)始研究沖擊響應(yīng)和沖擊隔離問(wèn)題。二戰(zhàn)后，美國(guó)針對(duì)抗沖擊進(jìn)行了大量的研究，在太平洋比基尼群島利用戰(zhàn)時(shí)繳獲的大量敵方軍艦和自己退役艦艇進(jìn)行了大量的實(shí)船爆炸和核爆炸試驗(yàn)，還進(jìn)行了多次艦船模型的水下爆炸試驗(yàn)，獲得了大量的寶貴資料。

1982年，英阿馬島海戰(zhàn)中，英國(guó)海軍艦船在遭到攻擊后，大量出現(xiàn)抗沖器本身拉壓裂、橫向剪斷、設(shè)備響應(yīng)超載引起管道破裂、運(yùn)動(dòng)機(jī)件失靈從而使部分設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行、部分電子設(shè)備失控、聯(lián)軸節(jié)卡死、主推進(jìn)軸承震裂、導(dǎo)航設(shè)備偏移等各種問(wèn)題，致使一些艦艇過(guò)早地部分或全部喪失戰(zhàn)斗力或生命力。英國(guó)海軍艦船在馬島戰(zhàn)爭(zhēng)中的表現(xiàn)，促成西歐國(guó)家全力投入新的艦船抗暴抗沖擊和振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)制定。為了實(shí)施新的抗沖擊標(biāo)準(zhǔn)，荷蘭、德國(guó)、法國(guó)和意大利等國(guó)家聯(lián)合進(jìn)行了多次實(shí)船爆炸試驗(yàn)，并開(kāi)發(fā)了能隔離能量沖擊的減振器，對(duì)所有的船用減振器都進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)5年的沖擊性能試驗(yàn)檢測(cè)，系統(tǒng)完整地研究了新的抗沖擊標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用問(wèn)題，隨后對(duì)所有現(xiàn)役艦船都按新的標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行了抗沖擊設(shè)計(jì)改造。

目前，美國(guó)海軍的抗爆抗沖擊設(shè)計(jì)指導(dǎo)性文件對(duì)武器系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及人員等都有詳細(xì)的規(guī)定。由于多年對(duì)艦船抗爆抗沖擊的重視和投入，美國(guó)海軍艦船的抗沖擊性能一直處于世界領(lǐng)先水平，并在歷次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中得到驗(yàn)證。

美歐等海軍強(qiáng)國(guó)除了大量進(jìn)行實(shí)船試驗(yàn)和不斷更新沖擊標(biāo)準(zhǔn)外，對(duì)艦艇及設(shè)備沖擊理論研究、數(shù)學(xué)模型、計(jì)算方法以及沖擊動(dòng)力仿真研究等方面也在不斷發(fā)展、完善，眾多的專(zhuān)用計(jì)算軟件和程序也不斷問(wèn)世。

針對(duì)抗沖擊性能的重要性，我國(guó)也制定了GJB150.18-1986、GJB1060.1-1991等標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)我國(guó)軍用設(shè)備的抗沖擊性能試驗(yàn)。

3 艦船實(shí)爆抗沖擊試驗(yàn)

為了驗(yàn)證某型船實(shí)爆抗沖擊的效果，提高船體結(jié)構(gòu)和設(shè)備、人員的抗爆抗沖擊能力，由抗沖擊試驗(yàn)中心牽頭對(duì)某型船進(jìn)行了多方面的改裝和技術(shù)調(diào)研，主要有：

3.1 試驗(yàn)綜合體系框架

確定某型船抗沖擊的頂層設(shè)計(jì)框架，包括：（1）沖擊標(biāo)準(zhǔn)的剪裁及綜合；（2）沖擊環(huán)境試驗(yàn)；（3）船體結(jié)構(gòu)抗沖擊設(shè)計(jì)和評(píng)估體系；（4）艦載機(jī)電設(shè)備和武器電子設(shè)備抗沖擊合格判據(jù)；（5）管路系統(tǒng)抗沖擊合格判據(jù)。（6）有關(guān)抗沖擊響應(yīng)測(cè)量和計(jì)算設(shè)備。

3.2 某型船實(shí)爆抗沖擊情況

為了達(dá)到某型船的抗爆抗沖擊要求，由船廠對(duì)全船設(shè)備進(jìn)行加裝減振器、隔振裝置；設(shè)備本身和帶有減振器的設(shè)備系統(tǒng)都要求進(jìn)行抗沖擊校核；加裝抗沖擊響應(yīng)測(cè)量和記錄及計(jì)算機(jī)等裝置。

所有艦載的A、B類(lèi)設(shè)備必須按軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)要求進(jìn)行試驗(yàn)考核。暫時(shí)不具備考核條件的設(shè)備要進(jìn)行部件考核和計(jì)算考核，計(jì)算考核要得到總體設(shè)計(jì)單位和軍方的認(rèn)可。

在實(shí)際水下爆炸沖擊中，某型船出現(xiàn)了諸如管路滲水、武器電子設(shè)備暫時(shí)性功能喪失、報(bào)警裝置誤報(bào)、主機(jī)自動(dòng)停車(chē)后啟動(dòng)不起來(lái)及結(jié)構(gòu)不合理（懸臂結(jié)構(gòu)如錨機(jī)）而斷裂等等方面的問(wèn)題，這為以后艦船的設(shè)計(jì)和建造提供了有利的參考。

4 抗沖擊綜合應(yīng)用的工作思路和建議

艦艇和艦載設(shè)備及人員的抗沖擊設(shè)計(jì)工作程序應(yīng)貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，按要求進(jìn)行水下非接觸爆炸考核試驗(yàn)，考核各功能系統(tǒng)的抗沖擊能力驗(yàn)證抗沖擊設(shè)計(jì)的有效性及系統(tǒng)安裝的合理性，積累抗沖擊設(shè)計(jì)資料。

通過(guò)某型船實(shí)爆抗沖擊試驗(yàn)，建議采取以下措施：

（1）采用理論與實(shí)際相結(jié)合的辦法，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的軟件和工作內(nèi)容，收集和消化吸收國(guó)外抗爆抗沖擊標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和相關(guān)資料。開(kāi)展不同類(lèi)型實(shí)船水下非接觸爆炸綜合試驗(yàn)研究，進(jìn)行相當(dāng)數(shù)量模型沖擊試驗(yàn)、設(shè)備抗沖擊試驗(yàn)及實(shí)船抗爆炸試驗(yàn)，積累數(shù)據(jù)，考核計(jì)算方法。

（2）艦載主要機(jī)電設(shè)備如主動(dòng)力裝置采用浮筏雙層隔振抗沖擊；一般的設(shè)備安裝過(guò)程中加裝彈簧減振器或橡膠隔振裝置；改變機(jī)械設(shè)備不合理的結(jié)構(gòu)形式等。

（3）將實(shí)爆抗沖擊中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)反饋給總體設(shè)計(jì)所，總體設(shè)計(jì)所應(yīng)將其規(guī)范化實(shí)施到具體的施工工藝上，便于指導(dǎo)船廠在實(shí)際建造過(guò)程中合理地布置和安裝。

[1]劉建湖. 艦船非接觸水下爆炸動(dòng)力學(xué)的理論與應(yīng)用.中國(guó)船舶科學(xué)研究中心博士學(xué)位論文, 2000.

[2]葉明, 范井峰. 艦艇抗沖擊綜合研究初探. 船舶,2004, (6): 10～11.